市政污水處理工藝與污水回用技術(shù)探討

施超 郎林

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）第六設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥230031）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐漸加快，人們生活水平提高的同時(shí)，也對(duì)水資源利用的質(zhì)量和數(shù)量也有了更高的要求。我國(guó)人口眾多，工業(yè)用水以及居民日常用水排放的污染物總量較大，因此，成熟高效的市政污水處理與回用技術(shù)能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

1 市政污水處理工藝

1.1 反滲透膜技術(shù)與膜生物反應(yīng)器工藝

反滲透膜技術(shù)是在原有過(guò)濾技術(shù)的基礎(chǔ)之上，以人工半透膜為核心，通過(guò)人工干預(yù)形成的滲透壓差，將不能通過(guò)半透膜的物質(zhì)分離出來(lái)，因此，這項(xiàng)技術(shù)成為去除水中污染物的重要技術(shù)手段。膜生物反應(yīng)器工藝主要分為膜- 生物反應(yīng)器和膜- 生物膜- 反應(yīng)器兩種。前者的原理是以膜代替了原本的固液分離裝置，使其實(shí)現(xiàn)了微污染水中的污染物攔截，將污染物與水進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的分離，以提高其污染處理效率，這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于在占地面積小的基礎(chǔ)上，過(guò)濾后的水質(zhì)好，因此，已經(jīng)被廣泛用于處理工業(yè)廢水與生活污水中。后者則屬于水污染處理的新技術(shù)和新形勢(shì)，因?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)能夠有效處理地下水或地表水中的重金屬，比如亞硝酸鹽、硝酸鹽、坤酸鹽等有害物質(zhì)，因此，這項(xiàng)技術(shù)能夠應(yīng)用到重金屬污染嚴(yán)重的水處理中，以提高水資源的凈化效率和潔凈程度。

1.2 A2/O 工藝與UNITANK 工藝

A2/O 全稱為Anaerobic-Anoxic-Oxic，中文的意思就是厭氧- 缺氧- 好氧，是現(xiàn)階段我國(guó)應(yīng)用最廣泛的污水處理技術(shù)之一，因?yàn)槠淠軌蛲瑫r(shí)去除污水中的氮元素和磷元素，所以在二級(jí)與三級(jí)污水處理過(guò)程中都可以應(yīng)用這一技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)還衍生出多種高效處理工藝，比如AO 工藝，倒置A2/O 工藝等，其原理都是將污水中大部分含氮化合物轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀欧艔亩コ?，而且在進(jìn)行到好氧階段時(shí)，對(duì)水中的磷元素進(jìn)行一定程度的吸收，最終通過(guò)剩余污泥排出。UNITANK 廢水處理工藝是在減少?gòu)U水處理池占地面積的基礎(chǔ)上，使三個(gè)廢水處理池共用一個(gè)長(zhǎng)方形池壁，大大減少?gòu)U水處理池建設(shè)過(guò)程中的工程造價(jià)。而且UNITANK 廢水處理工藝是在SBR 廢水處理工藝的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，其處理方法有著很多相似之處，由于其占地面積小且造價(jià)低，在小型污水處理廠中被廣泛應(yīng)用[1]。

1.3 生物濾池法與混凝沉淀法

生物濾池的原理是利用填料上附著的微生物將污水凈化，同時(shí)填料可以攔截一定粒徑的顆粒物，而且生物濾池法中的填料是工藝核心，通過(guò)不同填料的選擇以及填料深度的設(shè)計(jì)等，衍生出多種功能的生物濾池工藝，比如具有脫氮功能的深床濾池，就是通過(guò)多層濾料的組合，微生物在厭氧、缺氧及好氧的不同工況條件下實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮?；炷恋矸ㄔ谔幚砦鬯倪^(guò)程中，同時(shí)應(yīng)用了物理方法和化學(xué)方法，在物理沉淀的基礎(chǔ)上，利用化學(xué)絮凝的原理將固體懸浮物和膠體從污水中分離出來(lái)，而且這種技術(shù)手段具有操作簡(jiǎn)單、高效率和工藝穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代科技迅速發(fā)展階段，科學(xué)家研發(fā)出來(lái)眾多新技術(shù)，但由于各種客觀原因沒(méi)有被廣泛應(yīng)用。比如：實(shí)驗(yàn)室篩選法，將聚磷菌、反硝化菌和經(jīng)過(guò)改良和馴化的硝化菌固定在纖維球形填料中用于處理少量污染的水源，經(jīng)過(guò)10d 后，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)水中的氨氮、磷和氮污染物已經(jīng)被徹底清除；太陽(yáng)能凈化法，安裝太陽(yáng)能凈化系統(tǒng)，對(duì)微污染水源進(jìn)行缺氧或過(guò)氧富氧檢測(cè)，能夠有效解決對(duì)水體的藻類有機(jī)物聚集問(wèn)題等。

2 市政污水回用技術(shù)

2.1 高科技納米篩濾技術(shù)分析

污水回用過(guò)程，首先，格柵池的濾網(wǎng)過(guò)濾水中雜質(zhì)后進(jìn)入折流復(fù)合垂直人工濕地，進(jìn)水流經(jīng)礫石層、多功能填料層和中間擋板后，污水經(jīng)過(guò)表面砂土層到達(dá)礫石層，在出水區(qū)沉淀靜置，由折流復(fù)合垂直人工濕地內(nèi)設(shè)置的折板延長(zhǎng)污水停留時(shí)間，以增強(qiáng)系統(tǒng)處理效果；其次，折流復(fù)合垂直人工濕地的出水區(qū)上，上清液在增壓泵的作用下導(dǎo)入表層湍流篩濾裝置；再次，表層篩濾裝置的儲(chǔ)水池內(nèi)納米間歇曝氣，曝氣時(shí)儲(chǔ)水池內(nèi)氣壓增大，空氣被多孔板切割成為氣泡鼓起，打散填料表面的污染物質(zhì)層并使其浮起，使得污水能順利經(jīng)過(guò)篩濾填料過(guò)濾。曝氣管的氣泡將浮起的污染物推至水面，溢流至回流槽，與進(jìn)水混合調(diào)節(jié)進(jìn)水水質(zhì)，延長(zhǎng)篩濾裝置使用壽命；最后，表層湍流篩濾裝置的篩濾填料底部納米曝氣頭進(jìn)氣，用于清潔填料；下方儲(chǔ)水箱內(nèi)納米曝氣頭的進(jìn)氣，通過(guò)納米曝氣大量獲得羥基自由基，與照射劑量為300J/m2紫外滅菌燈、半導(dǎo)體負(fù)載填料共同提高高級(jí)氧化效果，同時(shí)其中富含羥自由基的出水在裝置進(jìn)行反洗時(shí)，沖刷篩濾填料，使篩濾填料清潔與再生；表層湍流篩濾裝置處理后的出水進(jìn)入納米曝氣深度處理裝置，在高溫納米曝氣的條件下對(duì)污水進(jìn)行納米曝氣處理，分解殘留難降解有機(jī)化合物及殘存的病原菌和微生物，在去除有機(jī)物、降低COD 的同時(shí)，提高污水的透明度和色度，最終達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 MBFB 膜生物流化床技術(shù)分析

MBFB 膜生物流化床工藝用于污水回用過(guò)程中，能在原有污水達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，以粉末活性炭為載體，結(jié)合膜生物反應(yīng)器工藝的固液分離技術(shù)，經(jīng)過(guò)生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng)，進(jìn)一步有效降低COD、NH-N、濁度等指標(biāo)，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO 脫鹽處理的預(yù)處理工藝，替代原有砂濾、保安過(guò)濾、超濾等冗長(zhǎng)過(guò)濾流程，由于PAC 具有較強(qiáng)的吸附性，吸附了大量的微生物菌群，并在高溶解氧條件下，對(duì)PAC 表面小分子有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，同時(shí)有機(jī)物含量的降低大大提高RO 膜使用壽命，降低回用水處理成本，利用無(wú)機(jī)陶瓷膜分離系統(tǒng)，吸附有機(jī)物的粉末活性炭等懸浮顆粒，并通過(guò)錯(cuò)流過(guò)濾，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水源凈化，使其達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，而且MBFB 能有效除去微污染水體中的氨氮、COD 和其他難以降解的小分子有毒有機(jī)物等，和其它的有機(jī)膜與無(wú)機(jī)膜相比，具有膜通量大、反沖性能好、全面性和自動(dòng)性強(qiáng)操作等優(yōu)勢(shì)[2]。

3 結(jié)論

根據(jù)對(duì)反滲透膜技術(shù)、膜生物反應(yīng)器工藝、A2/O 工藝、UNITANK 工藝、生物濾池法、混凝沉淀法等市政污水處理工藝與高科技納米篩濾技術(shù)、MBFB 膜生物流化床技術(shù)等污水回用技術(shù)的深入探討，進(jìn)一步了解我國(guó)市政污水處理方法，有效緩解水資源短缺問(wèn)題，促進(jìn)我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)持續(xù)健康發(fā)展。